分子滅火器能防電池爆炸
時(shí)間:2017-01-16 10:42來源:中國(guó)科學(xué)報(bào) 作者:李蘭
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你再也不用擔(dān)心智能手機(jī)會(huì)爆炸了。科學(xué)家已經(jīng)設(shè)計(jì)出一種熱活化分子滅火器，能讓鋰電池更安全。
這類電池在人們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用越來越廣泛，涉及移動(dòng)電話、筆記本電腦以及所有的電動(dòng)汽車。雖然科學(xué)家在不斷改進(jìn)離子電池，但仍存在著火風(fēng)險(xiǎn)。近日，美國(guó)斯坦福大學(xué)研究人員在《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表論文稱，已經(jīng)解決了這一問題。
他們發(fā)現(xiàn)，在電解質(zhì)溶液里加入一種含磷的阻燃劑三苯基磷酸酯（TPP），就能有效地淬滅燃燒鏈。研究顯示，TPP能有效降低商業(yè)電池電解液碳酸乙烯酯/碳酸二乙酯的燃燒性。隨著添加的TPP濃度升高，其特異燃燒時(shí)間顯著降低。
但安全性的提升會(huì)“犧牲”電池性能：TPP會(huì)抑制電解質(zhì)的導(dǎo)電性。于是，研究人員利用電紡絲技術(shù)，制備了一種“核—殼”結(jié)構(gòu)的微米纖維。其中，防火劑TPP位于纖維的內(nèi)核，被聚偏氟乙烯—六氟丙烯（PVDF-HFP）作為高分子外殼所包裹。這些纖維在電紡絲的制備過程中無序堆疊，最后形成一張自支撐的多孔膜。
在電池正常運(yùn)行時(shí)，防火劑被保護(hù)在PVDF-HFP的外殼里，一旦電池發(fā)生熱失控導(dǎo)致溫度升高，PVDF-HFP的保護(hù)外殼會(huì)部分熔化；被包裹的TPP就會(huì)被釋放起到抑制燃燒的作用。
該研究有望為制備兼具高性能和良好安全性的鋰離子電池提供一條新思路。
(責(zé)任編輯：王杰)
這類電池在人們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用越來越廣泛，涉及移動(dòng)電話、筆記本電腦以及所有的電動(dòng)汽車。雖然科學(xué)家在不斷改進(jìn)離子電池，但仍存在著火風(fēng)險(xiǎn)。近日，美國(guó)斯坦福大學(xué)研究人員在《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表論文稱，已經(jīng)解決了這一問題。
但安全性的提升會(huì)“犧牲”電池性能：TPP會(huì)抑制電解質(zhì)的導(dǎo)電性。于是，研究人員利用電紡絲技術(shù)，制備了一種“核—殼”結(jié)構(gòu)的微米纖維。其中，防火劑TPP位于纖維的內(nèi)核，被聚偏氟乙烯—六氟丙烯（PVDF-HFP）作為高分子外殼所包裹。這些纖維在電紡絲的制備過程中無序堆疊，最后形成一張自支撐的多孔膜。
在電池正常運(yùn)行時(shí)，防火劑被保護(hù)在PVDF-HFP的外殼里，一旦電池發(fā)生熱失控導(dǎo)致溫度升高，PVDF-HFP的保護(hù)外殼會(huì)部分熔化；被包裹的TPP就會(huì)被釋放起到抑制燃燒的作用。
該研究有望為制備兼具高性能和良好安全性的鋰離子電池提供一條新思路。
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